2022年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試模擬卷理科綜合能力測(cè)試·物理部分

郭公禮

(新疆烏魯木齊市第一中學(xué) 830000)

一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14-18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19-21題有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分.)

A.81、206、1、0 B. 82、206、0、0

C.82、205、0、1 D. 81、205、0、0

15.有一根L型細(xì)銅棒，兩邊互相垂直且長(zhǎng)度分別為l和2l,細(xì)銅棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知細(xì)銅棒速度均為v，則銅棒兩端電勢(shì)差的最大值為( ).

圖1

17.如圖2所示，在水中摻入細(xì)沙制成高壓“水刀”，可以用于切割金屬，具有低溫高效不變形的特點(diǎn).將水從面積極小的細(xì)噴嘴高速?lài)姵?，直接打在被切割金屬材料表面，從而產(chǎn)生極大壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)切割.已知該“水刀”噴出的水流速度為100m/s，摻入細(xì)沙的水的密度為ρ=1.1×103kg/m3.假設(shè)高速“水”流垂直打在材料表面上不反彈，試估算水對(duì)材料垂直于表面方向的壓強(qiáng)p為( ).

圖2

A．1.1×105pa B．1.1×106pa

C．1.1×107pa D．1.1×108pa

圖3

圖4

A．空間站在軌道上運(yùn)行的線(xiàn)速度小于7.9km/s

B．空間站在軌道上運(yùn)行的加速度小于地面重力加速度g

C．對(duì)接后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

D．若已知空間站的運(yùn)行周期、地球半徑和引力常量G，可求出空間站質(zhì)量

20.如圖5所示，一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖5所示.一小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab的高度為h;接著小物塊沿斜坡滑下bb′并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)， 若不考慮空氣阻力，則 ( ).

圖5

B.小物塊尚未運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)，速度已變?yōu)榱?/p>

C.小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)至a處，并能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度為2h

D.小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)到a處，并能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度小于h

21.如圖6所示，在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P和F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，∠M=30°.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φM、φN、φP、φF表示.已知φM=φN，φP=φF，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則( ).

圖6

A．點(diǎn)電荷Q一定在MP連線(xiàn)上

B．連接PF的線(xiàn)段不在同一個(gè)等勢(shì)面上

C．將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力可能做負(fù)功

D．如果點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷，則φP大于φM

二、非選擇題(共62分.第22-25題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答.第33-34題為選考題，考生根據(jù)要求作答.)

(一)必考題:共62分.

22.甲、乙兩同學(xué)通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間.實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端，讓木尺自然下垂.乙把手放在尺子的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺子)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺子.

(2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子.若夾住尺子的位置刻度為L(zhǎng)1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為_(kāi)___(用L、L1和g表示).

(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm.乙的反應(yīng)時(shí)間為_(kāi)___s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)寫(xiě)出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：____.

23.某同學(xué)用下列器材測(cè)量一電阻絲的電阻RX：電源E，適當(dāng)量程的電流表電壓表各一只，滑線(xiàn)變阻器R，電阻箱RP，開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線(xiàn)若干.他設(shè)計(jì)的電路圖如圖7(a)所示，具體做法：先閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I1，U1；再保持RP阻值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2．

圖7

(1)請(qǐng)你幫他按電路圖在實(shí)物圖7(b)上連線(xiàn)；

(2)寫(xiě)出被測(cè)電阻RX=____(用電表的讀數(shù)表示)；

(3)此實(shí)驗(yàn)中因電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無(wú)限大，使被測(cè)電阻的測(cè)量值____真實(shí)值(選填“大于、小于或等于”) ．

24.冰壺比賽是北京冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一，為了測(cè)試場(chǎng)地進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，如圖8所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)冰壺1和2放在粗糙的水平地面上，開(kāi)始時(shí)兩冰壺間的距離d=31.00m，冰壺1、2的質(zhì)量分別為m1=19.5kg、m2=19.5kg．現(xiàn)令它們分別以初速度v1=12m/s和v2=4m/s相向運(yùn)動(dòng)，已知兩冰壺與地面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)相同，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=3.0s，兩冰壺發(fā)生相碰，碰后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)，若碰撞時(shí)間極短，求碰撞時(shí)損失的機(jī)械能.

圖8

25.如圖9所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R．在水平虛線(xiàn)L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5m.導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg，電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg，電阻Rb=6Ω．它們分別從圖9中M、N處同時(shí)由靜止開(kāi)始在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦向下滑動(dòng)，且都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng)．設(shè)重力加速度為g=10m/s2.(不計(jì)a、b之間的作用，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好)求：

圖9

(1)在整個(gè)過(guò)程中a、b兩棒克服安培力分別做的功；

(2)a進(jìn)入磁場(chǎng)的速度與b進(jìn)入磁場(chǎng)的速度之比；

(3)分別求出M點(diǎn)和N點(diǎn)距虛線(xiàn)L1的高度.

(二)選考題(共15分)

33.[物理——選修3-3](15分)

(1)下列說(shuō)法正確的是____(填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0)

A.掃地時(shí)，在陽(yáng)光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運(yùn)動(dòng)

B.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵增大

C.自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀(guān)物理過(guò)程都具有方向性

D.由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力

E.一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小

圖10

①現(xiàn)環(huán)境溫度變?yōu)槎嗌伲?/p>

②保持①中的環(huán)境溫度不變，在砝碼盤(pán)中添加質(zhì)量為Δm的砝碼時(shí)，活塞返回到高度為h處，求大氣壓強(qiáng).

34.[物理——選修3-4](15分)

(1)(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖11(a)所示，在x=8m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖11(b)所示.下列說(shuō)法正確的是( ).

圖11

A．該波的周期為12 s

B．x=2m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向y軸正方向振動(dòng)時(shí)，x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置

C．在0～4s內(nèi)x=2m處和x=8m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程均為6 cm

D．該波的波長(zhǎng)可能為8 m

E．該波的傳播速度可能為2m/s

圖12

①該激光在玻璃介質(zhì)中傳播的速度；

②兩個(gè)光斑之間的距離x.

參考答案

14.B解析在反應(yīng)中，最后一個(gè)是γ射線(xiàn)，該射線(xiàn)是電磁波，不帶電，故c=0，d=0，故選項(xiàng)AC均錯(cuò)誤；最后我們?cè)侔咽Ｏ碌膬身?xiàng)核對(duì)一下，看是否也成立，反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和荷電荷數(shù)守恒，正好與B選項(xiàng)的對(duì)應(yīng)起來(lái).

①

由右手螺旋定則可知，相應(yīng)的磁感線(xiàn)是在垂直于鎢絲的平面上以鎢絲為對(duì)稱(chēng)軸的圓，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿圓弧在該點(diǎn)的切向，它與電流i的方向成右手螺旋．

②

考慮某根載流鎢絲所受到的所有其他載流鎢絲對(duì)它施加的安培力的合力．由系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)性可知，每根鎢絲受到的合力方向都指向軸心；我們只要將其他鎢絲對(duì)它的吸引力在徑向的分量疊加即可．如圖13，設(shè)兩根載流鎢絲到軸心連線(xiàn)間的夾角為φ，則它們間的距離為

③

圖13

由②③式可知，兩根載流鎢絲之間的安培力在徑向的分量為

④

它與φ無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)雖然處于圓周不同位置的載流鎢絲對(duì)某根載流鎢絲的安培力大小和方向均不同，但在徑向方向上的分量大小卻是一樣的；而垂直于徑向方向的力相互抵消.因此，某根載流鎢絲所受到的所有其他載流鎢絲對(duì)它施加的安培力的合力為

⑤

其方向指向軸心．

19.AB

21.ABC解析根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面，故分別作MN連線(xiàn)的中垂線(xiàn)和PF連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，如圖14所示，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，兩條線(xiàn)交MP于A(yíng)點(diǎn)，即點(diǎn)電荷在A(yíng)點(diǎn)，選項(xiàng)A正確，B正確；由于點(diǎn)電荷Q的電性未知，將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功可能為正，也可能為負(fù)，選項(xiàng)C正確；沿著電場(chǎng)線(xiàn)的方向電勢(shì)逐漸降低,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

圖14

二、非選擇題(共62分.第22-25題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答.第33-34題為選考題，考生根據(jù)要求作答.)

(一)必考題(共62分).

解析(2)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，

解得t=0.20s.

(4)建議：多次測(cè)量取平均值；初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子.

23.答案:(1)實(shí)物連線(xiàn)如圖15

圖15

(3)“等于”

解析(2)先閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I1，U1；設(shè)電壓表內(nèi)阻為RV.

再保持RP不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2.

(3)“等于”.

24.答案ΔE=175.5 J

則s1+s2=36m>31m所以3.0s時(shí)冰壺2已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng).

損失的機(jī)械能：

ΔE=175.5 J

25.解(1)因a、b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，其安培力等于各自的重力，由功的公式得

Wa=magd=1.0 JWb=mbgd=0.5 J

(2)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為vb，總電阻R1=7.5Ω

①

②

③

④

(3)v2=2gh

⑤

⑥

va=vb+gt

⑦

d=vbt

⑧

(二)選考題：共15分

33.[物理——選修3-3](15分)(1)BCE

解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒受到液體分子的作用而做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種微粒一般是很小的，而塵埃的顆粒較大，是在空氣氣流作用下的宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵增大，B正確.自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀(guān)物理過(guò)程都具有方向性，C正確.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力，D錯(cuò)誤.一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小，E正確.

解析①由題可知，初始時(shí)溫度為T(mén)1=T，體積為V1=hS

活塞受力平衡m1g+p0S-p2S-m2g=0

變化后體積V3=hS

末態(tài)活塞受力平衡

m1g+p0S-p3S-(m2+Δm)g=0

根據(jù)玻意耳定律有：p2V2=p3V3

34.[物理——選修3-4](15分)

解析①該激光在玻璃介質(zhì)中傳播的速度為：

②畫(huà)出光路圖如圖16所示：

圖16

在界面AC，a光的入射角i=60°由光的折射定律有：sini/sinr=n

代入數(shù)據(jù)求得折射角為：r=30°

由光的反射定律得，反射角為：

i′=i=60°

由幾何關(guān)系易得：

△DOE是直角三角形，∠D=60°，∠E=30°

O點(diǎn)到光屏的距離為：

故兩光斑之間的距離為：

x=h/tan60°+htan60°=80cm